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Title:
VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/080203
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve having a housing 1, having a flap 2 which is rotatably arranged in the housing 1 and which is connected to a drive shaft 3 mounted in the housing 1, having an electric motor 4 for driving the drive shaft 3, having a gearing 6 which has at least one toothed segment 7 and which is arranged between the electric motor 4 and the drive shaft 3, and having a sensor 9, which has a magnet 8, for determining the angle of rotation of the flap 3. The toothed segment 7 has at least two detent hooks 11 which engage around the magnet 8. Furthermore, at least one spring element 10 is provided which preloads the magnet 8 against the detent hooks 11.

Inventors:
MICHNIEWICZ DANIEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/072517
Publication Date:
June 21, 2012
Filing Date:
December 13, 2011
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
MICHNIEWICZ DANIEL (DE)
International Classes:
F02D9/10
Foreign References:
US20050211215A12005-09-29
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
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Claims:
Ventil mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse drehbar angeordneten Klappe, welche mit einer im Gehäuse gela¬ gerten Antriebswelle verbunden ist, einem Elektromotor zum Antrieb der Antriebswelle, einem zumindest ein Zahn¬ segment aufweisendes Getriebe, welches zwischen dem Elektromotor und der Antriebswelle abgeordnet ist und einem einen Magneten aufweisenden Sensor zur Bestimmung des Drehwinkels der Klappe, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Zahnsegment (7) zumindest zwei Rasthaken (11) besitzt, welche den Magneten (8) umgrei¬ fen, und dass zumindest ein Federelement (10) angeordnet ist, welches den Magneten (8) gegen die Rasthaken (11) vorspannt .

Ventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass drei Rasthaken (11) angeordnet sind .

Ventil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rasthaken (11) eintei¬ lig mit dem Zahnsegment (7) ausgebildet sind.

Ventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Federelemente (10) einteilig mit dem Zahnsegment (7) ausgebildet sind.

Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zahnsegment (7) eine zentrale Ausnehmung (12) in der Ab¬ messung des Magneten (8) besitzt und dass die Federele¬ mente (10) als radial zum Mittelpunkt des Zahnsegments (7) weisende und in die zentrale Ausnehmung (12) hineinragende Formelemente ausgebildet sind. Ventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Federelement (10) eine separa¬ te Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder oder eine Blatt¬ feder, ist.

Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Magnet (8) auf der dem Zahnsegment (7) abgewandten Seite radial verteilte Absätze (14) aufweist, in die die Rast¬ haken (11) eingreifen.

Ventil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Absätze (14) größer als die Rasthaken sind.

Description:
Beschreibung Ventil Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse drehbar angeordneten Klappe, welche mit einer im Gehäuse gelagerten Antriebswelle verbunden ist, ei ¬ nem Elektromotor zum Antrieb der Antriebswelle, einem zumindest ein Zahnsegment aufweisendes Getriebe, welches zwischen dem Elektromotor und der Antriebswelle abgeordnet ist und ei ¬ nem einen Magneten aufweisenden Sensor zur Bestimmung des Drehwinkels der Klappe.

Derartige Ventile werden als Drosselklappen in Kraftfahrzeu- gen verwendet und sind bekannt. Zur Bestimmung des Öffnungs ¬ winkels der Klappe ist es erforderlich den Drehwinkel zu er ¬ mitteln. Hierzu werden mit Magneten arbeitende Lagesensoren verwendet. Für die Anordnung des Magneten ist es bekannt, diesen an der Antriebswelle für die Klappe oder an einem Zahnsegment des Getriebes anzuordnen. Um auch bei hohen Temperaturen und den im Motorraum vorhandenen Schwingungen eine spielfreie Befestigung des Magneten zu gewährleisten, ist es bekannt, den Magneten durch Umspritzen mit Kunststoff an einer Welle oder einem Zahnsegment zu befestigen. Hierzu wird der Magnet in die Spritzgießform für die Welle oder das Zahnsegment eingelegt und anschließend mit dem Kunststoff zum fertigen Bauteil umspritzt. Solche Spritzgießformen gestalten sich mit dem Magneten als Einlegeteil besonders aufwendig und damit kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, welches eine einfache und kostengünstige Anordnung eines Magneten für den Sensor erlaubt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das

Zahnsegment zumindest zwei Rasthaken besitzt, welche den Mag- neten umgreifen, und dass zumindest ein Federelement angeord ¬ net ist, welches den Magneten gegen die Rasthaken vorspannt.

Mit der Vorspannung des Magneten durch zumindest ein Federelement gegen die Rasthaken erfolgt eine spielfreie Anordnung des Magneten im Zahnsegment, die eine zuverlässige Fixierung des Magneten im Ventil unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet. Zudem ermöglicht die Verwendung von Federelementen einen Toleranzausgleich, was die Herstellung der Magnete und des Zahnsegments obendrein vereinfacht. Ein zusätzliches Befestigen, beispielsweise Kleben, Umspritzen ist nicht erforderlich .

Um ein Kippen des Magneten unter Belastung zuverlässig zu vermeiden, sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung drei Rasthaken angeordnet.

Die Rasthaken können als separate Bauteile am Zahnsegment be ¬ festigt sein. Eine kostengünstige Ausgestaltung besteht je ¬ doch darin, die Rasthaken einteilig mit dem Zahnsegment aus ¬ zubilden. Insbesondere bei einem Zahnsegment als Kunststoff- Spritzgussteil lassen sich die Rasthaken mit geringem Aufwand herstellen .

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind die Federelemente einteilig mit dem Zahnsegment ausgebildet. Durch ei ¬ ne gezielte Gestaltung hinsichtlich Dicke, und Länge der Fe ¬ derelemente lässt sich die Federkonstante gezielt auswählen, so dass die Federelemente infolge der abgestimmten Gestaltung genau an die Einsatzbedingungen angepasst werden können. Mit der Integration der Federelemente in das Zahnsegment werden zusätzlich zu montierende Bauteile vermieden.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung besitzt das Zahnsegment eine zentrale Ausnehmung in der Abmessung des Magne ¬ ten und die Federelemente sind als radial zum Mittelpunkt des Zahnsegments weisende und in die zentrale Ausnehmung hinein ¬ ragende Formelemente ausgebildet.

In einer anderen Ausgestaltung ist das Federelement eine separate Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder oder eine Blatt ¬ feder. Die Anordnung einer oder mehrerer separater Federn hat den Vorteil, dass das Zahnsegment einfacher gestaltet ist. So ermöglicht diese Ausgestaltung die Verwendung herkömmlicher Zahnsegmente ohne integrierte Federelemente.

Eine Lagesicherung des Magneten und eine Montagehilfe zur Ge ¬ währleistung der richtigen Einbaulage wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch erreicht, dass der Magnet auf der dem Zahnsegment abgewandten Seite radial verteilte Absätze aufweist, in die die Rasthaken eingreifen. Sofern die radial verteilten Absätze größer sind als die eingreifenden Rasthaken, ermöglicht diese Ausgestaltung in radialer Richtung einen Toleranzausgleich. An zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen in:

Figur 1 ein Ventil, Figur 2 eine Draufsicht auf ein Zahnsegment,

Figur 3 einen Schnitt des Magneten aus Figur 2 und

Figur 4, 5 weitere Aus führungs formen des Ventils.

Das Ventil in Figur 1 besitzt ein Gehäuse 1, eine in dem Ge ¬ häuse 1 drehbar angeordneten Klappe 2, welche mit einer im Gehäuse 1 gelagerten Antriebswelle 3 verbunden ist. Zum Antrieb der Antriebswelle 3 ist ein Elektromotor 4 vorgesehen, der in einer separaten Kammer 5 des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Übertragung der Drehbewegung des Elektromotors 4 auf die Antriebswelle 3 erfolgt über ein Getriebe 6. An einem Zahnsegment 7 des Getriebes 6 ist ein Magnet 8 eines Sensors 9 zur Bestimmung des Drehwinkels der Klappe 2 angeordnet.

Figur 2 zeigt das Zahnsegment 7 des Getriebes 6 nach Figur 1 mit dem zentral angeordneten Magneten 8. Das Zahnsegment be ¬ steht aus Kunststoff und ist mittels Spritzgießen herge ¬ stellt. Der Magnet wird am Zahnsegment 7 gehalten, indem vier Federelemente 10 den Magneten gegen drei Rasthaken 11 vorspannen. Sowohl die Federelemente 10 als auch die Rasthaken 11 sind einteilig am Zahnsegment 7 ausgebildet. Während die Rasthaken 11 senkrecht zur Ebene des Zahnsegments 7 angeord ¬ net sind, sind die Federelemente 10 radial zum Mittelpunkt des Zahnsegments 7 weisende und in die zentrale Ausnehmung 12 hineinragende Formelemente, die im Bereich des Magneten 8 je- weils einen senkrecht dazu ausgebildeten Abschnitt 13 besit ¬ zen, der in Anlage zum Magneten 8 kommt. Der Magnet 8 weist auf seiner den Rasthaken 11 zugewandten Seite radial verteilte Absätze 14 auf, in die die Rasthaken 11 eingreifen. Die Absätze 14 sind in ihren Abmessungen größer als die Rasthaken 11, so dass ein Toleranzausgleich möglich ist.

Der Schnitt gemäß Figur 3 zeigt den Magneten 8 mit einem Absatz 14, in den ein Rasthaken des Zahnsegments 7 eingreift. Die Vorspannung des Magneten 8 gegen den Rasthaken 11 erfolgt durch den senkrechten Abschnitt 13 eines Federelements 10. Das Zahnsegment 7 ist an einer Welle 15 angeordnet.

In Figur 4 sind als Federelemente 10 Spiralfedern angeordnet, wobei jede Spiralfeder 10 zur Führung einen Dom 16 besitzt. Nur ein Federelement 10 wird in einer Anordnung nach Figur 5 benötigt. Das Federelement 10 ist als Blattfeder ausgebildet. Die Blattfeder 10 stützt sich an einer Nabe 17 des Zahnsegments 7 ab und spannt den Magneten 8 gegen die Rasthaken 11 vor .